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enabling innovation in construction Topic Training Fondations Irca Schepers Customer Service Engineer 1
Contenu • • • Winkler ou Pasternak ? Dalle sur sol (esas. 08 – compression seule) Poutre sur sol Blocs de fondation (esafd. 02. 01) Soilin (esas. 06) 2
Winkler ou Pasternak ? On peut modéliser un sol élastique au moyen: • de ressorts • des paramètres de sol représentant les rigidités des ressorts • Plusieurs modèles de calcul : – Winkler – Pasternak 3
Winkler ou Pasternak ? Modèle de Winkler (Heavy Liquid model) • Le plus connu • Hypothèse: tassement uniforme de la dalle • Loi de tassement de Terzaghi Ø Charge connue déformation Ø Constante C 1 z est déterminée comme: F 1 z C 1 z ∙ z 1 Ø C 1 x , C 1 y 10% de C 1 z • Avantage: simple • Inconvénient: pas de liaison entre deux ressorts voisins 4
Winkler ou Pasternak ? Modèle de Pasternak (2 -constants model) • Extension du model de Winkler • Deuxième constante C 2 les ressorts sont conjugués • Une charge dans un point cause aussi une tassement dans un autre point. • Avantage: meilleure approximation de la réalité • Inconvénient: la détermination des constantes C 2 n’est pas simple Solution: Soilin 5
Dalle sur sol élastique Calcul linéaire: Ø Fonctionnalités à cocher: sol de fondation Ø Appuis: surfacique Ø Les constantes sont définies par l’utilisateur Ø Sols de fondation prédéfinis dans la base de données système Ø Définir le maillage (taille) et faire le calcul linéaire Ø Résultats: Contraintes de contact: compression et traction! 6
Dalle sur sol élastique Calcul non-linéaire: Ø Fonctionnalités à cocher: Non-linéarités & Non-linéarité des appuis/ Ressort de sol Ø Création des combinaisons non-linéaires Ø Nouvelles combinaisons à définir Ø Reprendre à partir des combinaisons linéaires Ø Calcul non-linéaire Ø Résultats: Contraintes de contact: compression seule 7
Dalle sur sol élastique Calcul linéaire: Contraintes en compression et traction Calcul non-linéaire: Contraintes en traction sont éliminées 8
Exemple 9
Poutre sur sol élastique Ø Fonctionnalité à cocher: Sol de fondation Ø Appuis: réparti sur une barre Type: Semelle de fondation Ø La rigidité est déterminée par: Ø Paramètres des sols élastique Ø Géométrie Ø Configuration du maillage: Taille moyenne pour les éléments sur sol de fondation 10
Exemple 11
Blocs de fondation Quoi? Ø Les blocs de fondation servent à diffuser les efforts des colonnes dans le sol. Ø Contrôle de stabilité est fait d’ après EC-EN 1997 -1 Ø La capacité portante Ø Le glissement Ø L’ excentricité Ø Conception automatique (Autodesign) Ø Fonctionnalité est disponible pour l’ EC-EN 12
Blocs de fondation Exigences: Ø Combinaison STR/GEO (Set C) Ø Classe GEO Ø EN-ULS (STR/GEO) Set B Ø EN-ULS (STR/GEO) Set C Ø Nouveau service “Géotechnique” Ø Nouveau gestionnaire pour: Ø les facteurs de sécurité Ø les facteur de résistance 13
Blocs de fondation Exigences: Ø 3 méthodes de conception 14
Blocs de fondation Contrôles: Contrôle de la capacité portante Ø EN 1997 -1 art. 6. 5. 2 Ø Non-drainé Ø Drainé Ø Basé sur la capacité du sol 15
Blocs de fondation Contrôles: Contrôle du glissement Ø EN 1997 -1 art. 6. 5. 3 Ø Non-drainé Ø Drainé 16
Blocs de fondation Contrôles: Contrôle de l’excentricité Ø EN 1997 -1 art. 6. 5. 4 Ø Limite = 1/3 Ø Limite = 1/6 Ø Pas de limite 17
Blocs de fondation Introduction: Ø Fonctionnalités à cocher: Sol de fondation / Contrôle bloc de fondation Ø Appuis: nodal - Type: Bloc de fondation Ø Définition: Ø Sol élastique Ø Bloc de fondation 18
Blocs de fondation Introduction Ø Création des combinaisons Ø Classe Géo automatiquement Ø Service: Géotechnique Contrôle de stabilité Ø Conception automatique : optimisation des dimensions 19
Blocs de fondation Exemples: 20
Soilin Comparaison entre Winkler et interaction structure-sol Dalle avec une charge répartie Contraintes de contact Winkler Interaction structure-sol 21
Soilin Comparaison entre Winkler et interaction structure-sol Dalle avec une charge répartie Moments de flexion Winkler Interaction structure-sol 22
Soilin Comparaison entre Winkler et interaction structure-sol Dalle avec une charge répartie Déformations Winkler Interaction structure-sol 23
Soilin Principe Calcul élastique linéaire de la structure avec c 1 z, c 2 x, c 2 y Modélisation de la structure Contraintes de sol Diffusion des contraintes dans le sol et tassements Mise à jour de la rigidité apparente du sol (c 1 z, c 2 x, c 2 y) – point par point Modélisation du terrain
Soilin Détermination des contraintes de sol: Boussinesq: semi espace homogène idéal 25
Soilin Détermination des contraintes de sol: Contrainte initiale réduite Contrainte due à la surcharge 26
Soilin Détermination des tassements Le tassement est calculé comme la différence des effets dûs à: Ø La surpression causée par la structure et les charges Ø Les contraintes de sol originales multipliées avec un paramètre mi Ø Le calcul est fait jusqu’ à une profondeur pour laquelle: 27
Soilin Détermination des paramètres de rigidité: • Le but du calcul: Détermination des c 1 z, c 2 x, c 2 y • Comment les paramètres ´´c´´ sont-ils déterminés? Ø Ø 28
Soilin Introduction Ø Fonctionnalités à cocher: Sol de fondation / Interaction sol Ø Appuis: surfacique - Type: Interaction sol-structure (Soilin) Ø Trous de sondage (! Coordonnée Z !) Ø Profil géologique Ø module de déformation Ø m ( 0. 2) 29
Soilin Introduction Ø Création des cas de charges et des combinaisons Ø Définition des combinaisons ´´classiques´´ Ø Combinaison spéciale Ø Détermination des paramètres de sol Ø Ces paramètres sont utilisés pour tous les cas de charges et toutes les combinaisons 30
Soilin Introduction Ø Configuration du solveur: Ø La combinaison pour définir les paramètres de sol Ø Incrément max pour l’interaction sol Ø Taille des éléments de sol Ø Condition initiale pour c 1 z, c 2 x et c 2 y 31
Soilin Sortie Ø Résultats: Ø Contraintes de contact Ø Paramètres C Ø Tassements Ø Diagramme des contraintes dans le sol 32
Soilin Exemples 33
Soilin Exemples 34
Soilin Exemples 35
Soilin Exemples: valeurs c 1 z Winkler Soilin 36
Soilin Exemples: Déformations Winkler Soilin 37
Soilin Exemples: contraintes de contact Winkler Soilin 38
Soilin Exemples: contraintes de contact (forme arbitraire) 39
Soilin Conclusions: Ø Winkler (uniforme) Données relativement difficiles à obtenir Quand on les obtient, données d’une fiabilité discutable Résultats également peu fiables Ø Interaction sol-structure Données relativement simples à obtenir (profil géologique) Résultats plus proches de la réalité Prise en compte des interactions entre bâtiments voisins 40
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